JP2011070483A - Numerical control device for table turning five-axis machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、テーブルに取り付けられた加工物(以下、「ワーク」という。)に対して直線軸3軸および少なくともテーブル旋回用回転軸1軸を含む回転軸2軸によって加工する5軸加工機械を制御する数値制御装置に関する。 The present invention provides a five-axis machining machine for machining a workpiece (hereinafter referred to as “workpiece”) attached to a table with three linear axes and at least two rotary axes including a table turning rotary axis. The present invention relates to a numerical control device to be controlled.
近年は、例えば特許文献1に開示されているように、テーブル上に定義される座標系(以下、「テーブル座標系」という。)上での工具先端点位置の移動をプログラムで指令することによって加工することが通常となってきている。その場合、テーブル座標系位置をワーク位置にしたがって定義すれば、テーブル座標系位置に依存せず、つまり、ワーク位置に依存せず同じプログラム指令で同じワークを加工することができる。
In recent years, as disclosed in, for example,
背景技術で説明したようにテーブル座標系をワーク位置にしたがって定義すれば、ワーク位置に依存せず同じプログラム指令で同じワークを加工することができるが、テーブル旋回5軸加工機においては、テーブル上のワークの位置、すなわちテーブル座標系の位置が重要である。このことを、図1に示される機械構成のテーブル旋回5軸加工機において、ワークをテーブル座標系上のプログラム指令によって加工する例で説明する。なお、図1に示されるテーブル旋回5軸加工機の回転軸2軸はA軸(テーブルを傾斜する回転軸),C軸(テーブルを旋回する軸)としているが、他にA,B軸、B,C軸の組み合わせもある。
If the table coordinate system is defined according to the workpiece position as described in the background art, the same workpiece can be machined with the same program command without depending on the workpiece position. The position of the workpiece, that is, the position of the table coordinate system is important. This will be described with reference to an example in which a workpiece is machined by a program command on the table coordinate system in the table turning 5-axis machine with the machine configuration shown in FIG. The
図2は、図1に示されるテーブル旋回5軸加工機のテーブル1にワーク3が載置されていることを示している。ここで、テーブル旋回5軸加工機によって、ワーク3をテーブル座標系上でA=0からA=−90.0の指令とともに、ワーク3の点P1から点P2に向かって加工する時、テーブル1は図2から図3に示されるようにその姿勢を変化する。そして、ワーク3はテーブル旋回5軸加工機に装着された工具2によって加工される。図3に示される破線矢印5は、ワーク3を点P1から点P2まで加工した時の工具2の工具先端点の移動経路である。
FIG. 2 shows that the
次に、図4に示されるように、図1に示されるテーブル旋回5軸加工機のテーブル1上に治具4が取り付けられ、治具4の上にワーク3が載置されているとする。この場合、ワーク3を点P1から点P2まで加工する場合、テーブル1、工具2、ワーク3、および治具4は、図4に示される状態から図5に示される状態の動作となる。図5に示される破線矢印6は、テーブル1上に治具4を取り付け治具4にワーク3を載置し、ワーク3を点P1から点P2まで加工した時の工具2の工具先端点の移動経路である。
Next, as shown in FIG. 4, it is assumed that the
テーブル1上に治具4が取り付けられている場合、および、取り付けられていない場合において、図3および図5に示される工具2の移動経路をテーブル旋回中心と工具2の工具先端点との関係のみに着目して図示すると、図6に示されるようになる。図6からわかるように、同じワーク3を同じ加工プログラムによって加工する場合であっても、ワーク3の位置(ここでは、テーブル座標系原点位置)に依存して工具先端点の直線軸移動量(直線軸移動距離)は相違する。上記の例の場合、図4に示される状態から図5に示される状態への工具先端点の直線軸移動量に比べて、図2に示される状態から図3に示される状態への工具先端点の直線軸移動量の方が小さい。
When the
直線軸であるX,Y,Z軸の各軸の許容速度によってX,Y,Z軸の合成速度は一定速度であるとすると、図2に示される状態から図3に示される状態に工具先端点が移動する方が図4に示される状態から図5に示される状態に工具先端点が移動するより加工時間は短くなるので、より望ましい加工である。また、直線軸移動量が小さい分、省エネルギー加工でもある。この直線軸移動量の相違は、概略的に説明すると数1式から発生する。つまり、図2に示される状態から図3に示される状態に工具先端点が移動する方が、「回転軸移動量」は同じ状態であっても「工具先端点の位置とテーブル旋回中心との距離」が短いので、図4に示される状態から図5に示される状態に工具先端点が移動するより、直線軸移動量が小さい。
Assuming that the combined speed of the X, Y, and Z axes is a constant speed according to the allowable speed of each of the X, Y, and Z axes, which are linear axes, the tool tip changes from the state shown in FIG. 2 to the state shown in FIG. Since the processing time is shorter when the point is moved than when the tool tip point is moved from the state shown in FIG. 4 to the state shown in FIG. Moreover, since the amount of linear axis movement is small, it is also energy saving processing. The difference in the amount of linear axis movement is generated from
回転軸移動量は加工プログラムで指定されているので変更することはできない。一方、工具先端点の位置はシフトすることによりテーブル旋回5軸加工機を構成するテーブルのテーブル旋回中心に近づけることができるか、あるいは、一致させることができる。しかしながら、従来は、工具先端点とテーブル旋回中心との関係に考慮することなく、つまり、ワークの位置がテーブル旋回5軸加工機械の旋回テーブルのどこにあるかは明確に問題とされることなく加工が行われていた。例えば、特許文献1に開示される技術において、ワーク座標系ΣWが記憶されてテーブル座標系となるが、この特許文献1には「テーブル座標系原点位置の望ましい位置」という技術思想は開示も示唆もされていない。したがって、特許文献1には「工具先端点の位置とテーブル旋回中心との距離」と「回転軸移動量」から発生する直線軸移動量を小さくするという技術思想は開示も示唆もされていない。
Since the rotation axis movement amount is specified by the machining program, it cannot be changed. On the other hand, by shifting the position of the tool tip point, the tool tip point can be brought close to or coincident with the table turning center of the table constituting the table turning 5-axis processing machine. However, in the past, the machining is performed without considering the relationship between the tool tip point and the table turning center, that is, where the position of the workpiece is on the turning table of the table turning 5-axis processing machine. Was done. For example, in the technique disclosed in
そこで、本発明の目的は、「工具先端点の位置とテーブル旋回中心との距離」と「回転軸移動量」に基づく直線軸移動量を小さくし、より短時間、および、より省エネルギーでの加工が可能なテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置を提供することである。より具体的には、本発明の目的は、指定プログラム座標系上の位置であって、その位置をテーブル旋回中心に移動すれば、「工具先端点の位置とテーブル旋回中心との距離」と「回転軸移動量」に基づく直線軸移動量ができる限り小さくなる推奨加工中心位置を求め、該推奨加工中心位置をテーブル旋回中心に一致させる、または近づけるための推奨加工位置変更量を求めることが可能なテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to reduce the amount of linear axis movement based on the “distance between the position of the tool tip point and the table turning center” and the “movement amount of the rotary axis”, and to perform machining in a shorter time and with less energy saving. It is to provide a numerical control device for a table turning 5-axis processing machine capable of performing the above. More specifically, the object of the present invention is a position on the designated program coordinate system, and if the position is moved to the table turning center, “the distance between the position of the tool tip point and the table turning center” and “ It is possible to obtain the recommended machining center position where the linear axis movement amount based on the “rotary axis movement amount” is as small as possible, and to find the recommended machining position change amount to make the recommended machining center position coincide with or close to the table turning center. Is to provide a numerical control device for a simple table turning 5-axis machine.
本願の請求項1に係る発明は、指定プログラム座標系上で工具方向および直線軸位置を指令し、テーブルに取り付けられたワークに対して直線軸3軸および少なくともテーブル旋回用回転軸1軸を含む回転軸2軸によって加工するテーブル旋回5軸加工機を制御するテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置であって、前記指定プログラム座標系上の位置であって前記テーブルのテーブル旋回中心に移動すれば前記直線軸の移動量ができるだけ小さくなる位置である推奨加工中心位置を求める推奨加工中心位置計算手段と、前記推奨加工中心位置が前記テーブル旋回中心に一致するように、または、該推奨加工中心位置が該テーブル旋回中心に近づくように推奨加工位置変更量を求める推奨加工位置変更量計算手段と、を備えたことを特徴とするテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置である。
The invention according to
請求項2に係る発明は、前記指定プログラム座標系はテーブル上に定義されるテーブル座標系であり、前記推奨加工位置変更量は、推奨テーブル座標系原点位置、推奨テーブル座標系原点シフト量、または、指令プログラムにおける指令直線軸位置に対する推奨直線軸位置シフト量であることを特徴とする請求項1に記載のテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置である。
請求項3に係る発明は、前記指定プログラム座標系は機械座標系からシフトしたワーク座標系であり、前記推奨加工位置変更量は、推奨ワーク座標系原点位置、推奨ワーク座標系原点シフト量、または、指令プログラムにおける指令直線軸位置に対する推奨直線軸位置シフト量であることを特徴とする請求項1に記載のテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置である。
The invention according to
The invention according to
請求項4に係る発明は、前記推奨加工中心位置計算手段は、指令プログラムにおける前記直線軸指令位置および回転軸指令位置を用いて加重平均による計算を行って求めることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置である。
請求項5に係る発明は、前記推奨加工中心位置計算手段は、指令プログラムにおける前記直線軸指令位置および回転軸指令位置を用いて最小二乗法による計算を行って求めること特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置である。
The invention according to
The invention according to
請求項6に係る発明は、前記推奨加工中心位置計算手段は、補間周期ごとの直線軸補間位置および回転軸補間位置を用いて加重平均による計算を行って求めることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置である。
請求項7に係る発明は、前記推奨加工中心位置計算手段は、補間周期ごとの直線軸補間位置および回転軸補間位置を用いて最小二乗法による計算を行って求めることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置である。
The invention according to
The invention according to
請求項8に係る発明は、加工可能な直線軸加工領域を設定する加工領域設定手段を有し、前記推奨加工位置変更量計算手段は、指令プログラムにおける直線軸指令点列が該直線軸加工領域内となる範囲内で、前記推奨加工中心位置が前記テーブル旋回中心に一致するように、または、前記推奨加工中心位置が前記テーブル旋回中心に近づくように推奨加工位置変更量を求めることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載のテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置である。 The invention according to claim 8 has machining area setting means for setting a machineable linear axis machining area, and the recommended machining position change amount calculation means is configured such that the linear axis command point sequence in the command program is the linear axis machining area. The recommended machining position change amount is calculated so that the recommended machining center position coincides with the table turning center, or the recommended machining center position approaches the table turning center within an inner range. It is a numerical control apparatus for table turning 5 axis | shafts processing machines as described in any one of Claims 1-7.
請求項9に係る発明は、前記推奨加工中心位置計算手段は前記テーブル旋回5軸加工機によるワークの加工を行いながら動作することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載のテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置である。
請求項10に係る発明は、前記推奨加工中心位置計算手段は前記テーブル旋回5軸加工機によるワークの加工は行わずシミュレーションによって動作することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載のテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置である。
The invention according to claim 9 is characterized in that the recommended processing center position calculating means operates while processing a workpiece by the table turning 5-axis processing machine. This is a numerical control device for a table turning 5-axis machine.
The invention according to
請求項11に係る発明は、前記テーブル旋回5軸加工機の前記回転軸2軸は、そのうち1軸がテーブルを旋回する回転軸であり他の1軸がテーブルを傾斜する回転軸であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1つに記載のテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置である。
請求項12に係る発明は、前記テーブル旋回5軸加工機の前記回転軸2軸は、そのうち1軸がテーブルを旋回する回転軸であり他の1軸が工具ヘッドを傾斜する回転軸であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1つに記載のテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置である。
According to an eleventh aspect of the invention, the two rotary shafts of the table turning five-axis machine are such that one of them is a rotary shaft that turns the table and the other one is a rotary shaft that tilts the table. It is a numerical control apparatus for table turning 5 axis | shafts processing machines as described in any one of Claims 1-10 characterized by the above-mentioned.
According to a twelfth aspect of the present invention, the two rotary shafts of the table turning five-axis machine are such that one of them is a rotary shaft that turns the table and the other one is a rotary shaft that tilts the tool head. It is a numerical control apparatus for table turning 5 axis | shafts processing machines as described in any one of Claims 1-10 characterized by these.
本発明により、「工具先端点の位置とテーブル旋回中心との距離」と「回転軸移動量」に基づく直線軸移動量を小さくし、より短時間、および、より省エネルギーでの加工が可能なテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置を提供でき、より具体的には、本発明は、指令プログラム座標系上の位置であって、その位置をテーブル旋回中心に移動すれば、「工具先端点の位置とテーブル旋回中心との距離」と「回転軸移動量」に基づく直線軸移動量ができる限り小さくなる推奨加工中心位置を求め、該推奨加工中心位置をテーブル旋回中心に一致させる、または近づけるための推奨加工位置変更量を求めることが可能なテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置を提供できる。 The present invention makes it possible to reduce the amount of linear axis movement based on “the distance between the position of the tool tip and the table turning center” and “the amount of movement of the rotation axis”, and to perform processing with shorter time and more energy saving. A numerical control device for a turning 5-axis machine can be provided. More specifically, the present invention is a position on a command program coordinate system, and if the position is moved to the table turning center, “the tool tip point In order to obtain a recommended machining center position where the linear axis movement amount is as small as possible based on “distance between position and table turning center” and “rotation axis movement amount”, and to make the recommended machining center position coincide with or close to the table turning center It is possible to provide a numerical control device for a table turning 5-axis processing machine capable of obtaining the recommended machining position change amount.
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、機能が類似している構成は同じ符号を用いて説明している。
本発明のテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置の特徴は、加工するテーブル旋回5軸加工機を制御するテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置であって、指定プログラム座標系上の位置であってテーブルのテーブル旋回中心に移動すれば直線軸の移動量ができるだけ小さくなる位置である推奨加工中心位置を求める推奨加工中心位置計算手段と、前記推奨加工中心位置が前記テーブル旋回中心に一致するように、または、該推奨加工中心位置が該テーブル旋回中心に近づくように推奨加工位置変更量を求める推奨加工位置変更量計算手段と、を備えたことである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the structure with a similar function is demonstrated using the same code | symbol.
A feature of the numerical control device for a table turning 5-axis machining apparatus according to the present invention is a numerical control device for a table turning 5-axis processing machine for controlling a table turning 5-axis processing machine to be machined, at a position on a designated program coordinate system. The recommended machining center position calculating means for obtaining a recommended machining center position where the movement amount of the linear axis becomes as small as possible when the table moves to the table turning center, and the recommended machining center position matches the table turning center. Or a recommended machining position change amount calculation means for obtaining a recommended machining position change amount so that the recommended machining center position approaches the table turning center.
そこで、まず、推奨加工中心位置の求め方を説明する。
(1)推奨加工中心位置の計算
(1−1)指令プログラム座標系はテーブル座標系である場合
(1−1−1)ブロック単位で直線軸移動量を計算する場合
上記のように、加工プログラムである指令プログラムで指令される指令プログラム座標系はテーブル座標系であり、ブロック単位で直線軸移動量を計算する場合を例として推奨加工中心位置の求め方を説明する。プログラム指令は図7に記載されるように指令されているとする。図7では、工具方向は回転軸位置(A,C)で指令されるプログラム例が示されている。一方、図8に示されるように、工具方向を工具方向ベクトル(I,J,K)で指令することもできる。ここで、G43.5は工具方向ベクトルで工具方向を指令する工具先端点指令であることを示している。ただし、工具方向ベクトルでの指令に対応する回転軸位置は数2式の計算で容易に回転軸位置での工具方向の指令に変換できることから、図7のプログラム例で説明する(ここでは、Y軸方向をA軸原点方向、X軸方向をC軸原点方向としている。)。
First, how to obtain the recommended machining center position will be described.
(1) Calculation of recommended machining center position (1-1) When the command program coordinate system is a table coordinate system (1-1-1) When calculating the linear axis movement amount in units of blocks As described above, the machining program The command program coordinate system commanded by the command program is a table coordinate system, and the method of obtaining the recommended machining center position will be described taking as an example the case of calculating the linear axis movement amount in block units. It is assumed that the program command is commanded as shown in FIG. FIG. 7 shows an example of a program in which the tool direction is commanded by the rotation axis position (A, C). On the other hand, as shown in FIG. 8, the tool direction can be commanded by a tool direction vector (I, J, K). Here, G43.5 indicates a tool tip point command for commanding the tool direction with a tool direction vector. However, since the rotation axis position corresponding to the command in the tool direction vector can be easily converted into the command in the tool direction at the rotation axis position by the calculation of
図7において、G43.4は工具先端点制御開始の指令であり、このブロックでのワーク座標系がテーブル座標系として記憶され、テーブル座標系は回転軸の回転とともに旋回する。これ以降のブロックでのX,Y,Z指令は、テーブル座標系上の工具先端点の位置として指令される。また、X,Y,Z,A,C指令はアブソリュート指令とする。H1は工具長補正番号である。Fは工具先端点の指令速度である。ただし、プログラム指令により制御点(機械としての移動位置、機械座標位置、図9参照)の速度が許容速度を超える場合は、制御点の速度は許容速度でクランプされる。G49は工具先端点制御終了の指令である。 In FIG. 7, G43.4 is a tool tip point control start command, and the work coordinate system in this block is stored as a table coordinate system, and the table coordinate system turns with the rotation of the rotary shaft. X, Y, and Z commands in subsequent blocks are commanded as the position of the tool tip point on the table coordinate system. The X, Y, Z, A, and C commands are absolute commands. H1 is a tool length correction number. F is the command speed of the tool tip point. However, when the speed of the control point (machine movement position, machine coordinate position, see FIG. 9) exceeds the allowable speed by the program command, the speed of the control point is clamped at the allowable speed. G49 is a command to end the tool tip point control.
推奨加工中心位置の計算に用いられるベクトルおよび行列(マトリックス)を次のように定義する。Pln(xn,yn,zn)Tは、NnnのブロックのX,Y,Z軸指令位置のベクトルである。Pl0はG43.4のブロックのX,Y,Z軸指令位置のベクトルである。Vo(Vox,Voy,Voz)Tは、X,Y,Z軸のテーブル座標系原点の初期位置、つまりG43.4のブロックでワーク座標系をテーブル座標系として記憶するテーブル座標系原点位置のベクトルである。Pc(Pcx,Pcy,Pcz)Tは、テーブル旋回中心(A軸回転中心とC軸回転中心の交点)の機械座標位置のベクトルである。これは、別途パラメータで設定されている。Vh(Vhx,Vhy,Vhz)Tは工具長補正ベクトルである。工具がZ軸を向いている場合は、Vh=(0,0,h)である。ここで、工具長補正ベクトルVhの要素hは工具長補正量である。 A vector and a matrix used for calculating the recommended machining center position are defined as follows. Pl n (x n , y n , z n ) T is a vector of X, Y, and Z axis command positions of Nn n blocks. Pl 0 is a vector of X, Y, and Z axis command positions of the block of G43.4. Vo (Vox, Voy, Voz) T is the initial position of the X, Y, Z axis table coordinate system origin, that is, the vector of the table coordinate system origin position that stores the work coordinate system as the table coordinate system in the G43.4 block. It is. Pc (Pcx, Pcy, Pcz) T is a vector of the machine coordinate position of the table turning center (the intersection of the A-axis rotation center and the C-axis rotation center). This is set as a separate parameter. Vh (Vhx, Vhy, Vhz) T is a tool length correction vector. When the tool faces the Z axis, Vh = (0, 0, h). Here, the element h of the tool length correction vector Vh is a tool length correction amount.
図9は、テーブル上に治具が載置された場合の前記各ベクトルの関係を説明する図である。図9に示されるように、テーブル1上に治具4が載置されているとする。前記各ベクトルは図9に示されるような関係を有する。なお、図上では、各ベクトルの表記において簡便のため添え字「n」を記載していない。
FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the vectors when a jig is placed on the table. As shown in FIG. 9, it is assumed that the
次に、A軸位置による回転行列とC軸位置による回転行列を説明する。
数3式で示されるRAnはA軸位置(図9、図10参照)による回転行列である。
Next, a rotation matrix based on the A-axis position and a rotation matrix based on the C-axis position will be described.
RA n shown in
数4式で示されるRCnはC軸位置(図9参照)による回転行列である。
RC n shown in the
Plnに対応する制御点の機械座標位置ベクトルPmn(Pmnx,Pmny,Pmnz)Tは、数5式のように(Vo+Pln)(図9参照)に対してPcを中心とするcn,anの回転を行い、工具長補正Vhを加算することで得られる。なお、cnはC軸のアブソリュート指令位置(回転移動位置)、anはA軸のアブソリュート指令位置(回転移動位置)である。 Pl n to the corresponding control point machine coordinate position vector Pm n (Pm n x, Pm n y, Pm n z) is T, the Pc against as equation (5) (Vo + Pl n) (see FIG. 9) c n centered performs rotation of a n, obtained by adding the tool length compensation Vh. Incidentally, c n is absolute command position in the C-axis (rotation movement position), a n is the absolute command position of the A-axis (the rotational movement position).
ここで、A軸位置でan回転した状態をXプラス側から図示すると図10のようになる。 Here, it is shown in Figure 10 To illustrate the state of being rotated a n in the A-axis position from the + X side.
数5式の最後の2項であるPcとVhは回転軸移動量によって発生する直線軸移動量に直接関係しないので除外し、数6式のようにNnn-1ブロック終点とNnnブロック終点の中点をNnnブロックの代表点として数5式のPlnの代わりとする。そして、A,C軸位置の(an-1,cn-1)から(an,cn)へ回転することのみによる直線軸移動量Ln(n=1,2,・・・,ne)を数6式により求める。Lnはベクトルの絶対値なのでスカラー量である。 Equation (5) of the last Pc and Vh is a binomial is excluded because not directly related to the linear axis motion amount generated by the rotation shaft movement amount, Nn n-1 the end of the block and Nn n the end of the block as equation (6) Is used as a representative point of the Nn n block instead of Pl n in the equation (5). Then, the linear axis movement amount L n (n = 1, 2,..., Only by rotating from the (a n−1 , c n−1 ) of the A and C axis positions to (a n , c n ). ne) is obtained from Equation (6). Since L n is the absolute value of the vector, it is a scalar quantity.
これが数1式で概略的に述べた回転軸移動により各ブロックで発生する直線軸移動量に相当する。第1括弧が数1式の「回転軸の移動量」に相当し、第2括弧が「工具先端点の位置とテーブル旋回中心との距離」に相当する。
This corresponds to the linear axis movement amount generated in each block by the rotation axis movement schematically described in the equation (1). The first parenthesis corresponds to “the amount of movement of the rotary shaft” in
次に、推奨加工中心位置Paを方法1)(加重平均)、方法2)(最小二乗法)によって計算することについて説明する。
方法1)(加重平均)
直線軸移動量Ln(n=1,2,・・・,ne)の合計が小さくなるように、Nnn-1ブロック終点とNnnブロック終点の中点をNnnブロックの代表点とし、数7式のようにLnをそれに対する重みとして考えた場合の加重平均を行うことにより、推奨加工中心位置Pa(Pax,Pay,Paz)Tを求める。直線軸移動量Ln(n=1,2,・・・,ne)の合計が小さくなるように推奨加工中心位置Paを求めることは、Paがテーブル旋回中心となるように加工点をシフトすることと考えられる。
Next, calculation of the recommended machining center position Pa by method 1) (weighted average) and method 2) (least square method) will be described.
Method 1) (weighted average)
Linear axis motion amount Ln (n = 1,2, ···, ne) as the sum of the decreases, the midpoint of Nn n-1 the end of the block and Nn n end of the block as a representative point of Nn n blocks, the number The recommended machining center position Pa (Pax, Pay, Paz) T is obtained by performing a weighted average when L n is considered as a weight for the same as in
これをベクトルPln-1とベクトルPln間で図示すると図11のようになる。ここではベクトルPln-1とベクトルPlnの間の中点を、Nnnブロックを代表する点としたが、Nnnブロックの終点PlnやNnnブロックの始点Pln-1をNnnブロックを代表する点としてもよい。また、直線軸、回転軸の指令位置を読み込みながら逐次処理できる。つまり、指令プログラム全体、つまり、加工プログラム全体を読み込んでから処理する必要はない。さらに、数7式において、治具、テーブル、主軸、工具、各軸コラムなどの重量や位置など機械の他の構成や、加工速度、主軸回転速度、工具種などの他の加工条件を加味することも可能である。
This is illustrated between the vector Pl n-1 and the vector Pl n as shown in FIG. The midpoint between the vector Pl n-1 and the vector Pl n here, Nn n was a point representing the block, Nn n endpoint Pl n and Nn n starting Pl n-1 to Nn n blocks of the block of the block It is good also as a point representing. Moreover, it can process sequentially, reading the command position of a linear axis and a rotating shaft. That is, it is not necessary to process the entire command program, that is, the entire machining program after reading it. Furthermore, in
次に方法2)(最小二乗法)について説明する。
方法2)(最小二乗法)
数6式における第2括弧内を数8式のようにrn=(rxn,ryn,rzn)Tとする。
Next, method 2) (least square method) will be described.
Method 2) (least square method)
In the second parenthesis in
Mを数9式の行列計算の行列(マトリックス)とする。 Let M be a matrix (matrix) of the matrix calculation of equation (9).
マトリックスMの各要素を次のように表記する。 Each element of the matrix M is expressed as follows.
そうすると、数3式、数4式、数9式から各要素m11n〜m33nは数11式で表すことができる。
Then,
ワークの加工位置をPaシフトした場合のLnに対応する直線軸移動量をLan(n=1,2,・・・,ne)とすると、Lanは数12式のようになる。
Assuming that the linear axis movement amount corresponding to Ln when the machining position of the workpiece is shifted by Pa is La n (n = 1, 2,..., Ne), La n is expressed by
そして、数13式に示されるように、Lanの平方和をSとし、Sが最小となる推奨加工中心位置Pa(Pax,Pay,Paz)Tを最小二乗法で求める。 Then, as shown in Equation 13 Equation, the sum of squares of La n and S, determined recommended processing center position Pa where S is minimized (Pax, Pay, Paz) and T the least squares method.
最小二乗法から数14式〜数16式の条件式を適用できる。
From the least square method, conditional expressions of
数14式から数17式が導かれる。 Equation (14) is derived from Equation (14).
数15式から数18式が導かれる。 Equation (18) is derived from Equation (15).
数16式から数19式が導かれる。 Equation (19) is derived from Equation (16).
数17式、数18式、数19式の係数(α〜σ)は直線軸、回転軸の指令位置やパラメータ設定値から確定する値であるので、数17式、数18式、数19式の連立方程式で推奨加工中心位置Pa(Pax,Pay,Paz)Tを求めることができる。また、数17式、数18式、数19式の係数(α〜σ)は直線軸、回転軸の指令位置を読み込みながら逐次処理できる、つまり、指令プログラム全体、つまり、加工プログラム全体を読み込んでから処理する必要はない点や、ここではベクトルPln-1とベクトルPlnの間の中点をNnnブロックを代表する点としたが、Nnnブロックの終点PlnやNnnブロックの始点Pln-1をNnnブロックを代表する点としてもよい点、治具やテーブルの重量など機械の他の構成要素や加工条件などを加味することも可能な点などは、方法1)(加重平均)の場合と同様である。
Since the coefficients (α to σ) of
その結果、方法1)や方法2)によって、図12に示されるように、指令点列Pl0〜Plneに対して推奨加工中心位置Paが求まる。Paを旋回テーブルの旋回中心に近づけることが望ましい。可能ならば、Paを旋回テーブルの旋回中心に一致させられればよい。したがって、後述する直線軸加工可能領域の制限がなければ、数20式のVrl(Vrlx,Vrly,Vrlz)Tが推奨テーブル座標系原点シフト量として表した場合の推奨加工位置変更量である。
As a result, the recommended machining center position Pa is obtained for the command point sequences Pl 0 to Pl ne as shown in FIG. 12 by the method 1) and the method 2). It is desirable to make Pa close to the turning center of the turning table. If possible, it suffices to make Pa coincide with the turning center of the turning table. Therefore, if there is no restriction on the linear axis machining possible area, which will be described later, Vrl (Vrlx, Vrly, Vrlz) T in
推奨加工位置変更量を推奨テーブル座標系原点位置として表せば、数21式のVr2(Vr2x,Vr2y,Vr2z)Tのようになる。 If the recommended machining position change amount is expressed as the recommended table coordinate system origin position, Vr2 (Vr2x, Vr2y, Vr2z) T in Expression 21 is obtained.
また、指令直線軸位置をVrlだけシフトして再度加工プログラムを作成し直せば同様の加工位置の変更が得られるので、推奨加工位置変更量としてVrlを推奨直線軸位置シフト量としてもよい。 Further, since the same machining position change can be obtained by shifting the command linear axis position by Vrl and creating the machining program again, Vrl may be used as the recommended linear axis position shift amount as the recommended machining position change amount.
しかし、図12のような加工位置の場合、推奨テーブル座標系原点位置Vr2をテーブル座標系原点とするとテーブル自体の中で加工することになるので、実際にはこのような加工はできない。もちろん、加工できるかどうかは加工位置と機械構造の関係によるため、特に問題なくVr2をテーブル座標系原点として加工が可能である場合もある。例えば、図22のような一般に「トラニオン」と呼ばれる旋回テーブルを持ったテーブル旋回5軸加工機であれば、テーブル面がテーブル旋回中心(A軸回転中心とC軸回転中心の交点位置)より下にあるため、推奨加工中心位置がテーブル旋回中心に一致するように、または、推奨加工中心位置が該テーブル旋回中心により近づくように推奨加工中心位置変更量を求めることができる。つまり、Vr2をテーブル座標系原点として加工が可能である場合もある。 However, in the case of the machining position as shown in FIG. 12, if the recommended table coordinate system origin position Vr2 is set as the table coordinate system origin, the machining is performed in the table itself. Of course, whether or not processing can be performed depends on the relationship between the processing position and the machine structure, and therefore processing may be possible without any particular problem using Vr2 as the origin of the table coordinate system. For example, in the case of a table turning 5-axis processing machine having a turning table generally called “trunion” as shown in FIG. 22, the table surface is below the table turning center (intersection position of the A axis rotation center and the C axis rotation center). Therefore, the recommended machining center position change amount can be obtained so that the recommended machining center position coincides with the table turning center or the recommended machining center position approaches the table turning center. In other words, processing may be possible with Vr2 as the origin of the table coordinate system.
図12の場合は、直線軸指令点列Pl0〜Plneは図12の破線で示された加工可能領域内になければならない。つまり、治具4を変更することにより、破線領域内で加工するようにPl0〜Plneの位置を変更することは可能であるが、その領域を超えてPl0〜Plneの位置を変更して指令することはできない。ここで、直線軸加工領域は次のように各直線軸の最大位置と最小位置で設定されているとする。
AXmax:加工可能領域のX軸最大位置
AXmin:加工可能領域のX軸最小位置
AYmax:加工可能領域のY軸最大位置
AYmin:加工可能領域のY軸最小位置
AZmax:加工可能領域のZ軸最大位置
AZmin:加工可能領域のZ軸最小位置
直線軸指令点列Pl0(x0,y0,z0)〜Pln(xn,yn,zn)〜Plne(xne,yne,zne)について、数22式に示されるように各直線軸の最大指令位置と最小指令位置を計算する。
In the case of FIG. 12, the linear axis command point sequences Pl 0 to Pl ne must be within the processable area indicated by the broken line in FIG. That is, by changing the
AXmax: X-axis maximum position of the workable area AXmin: X-axis minimum position of the workable area AYmax: Y-axis maximum position of the workable area AYmin: Y-axis minimum position of the workable area AZmax: Z-axis maximum position of the workable area AZmin: Z-axis minimum position of the workable area Linear axis command point sequence Pl 0 (x 0 , y 0 , z 0 ) to Pl n (x n , y n , z n ) to Pl ne (x ne , y ne , For z ne ), the maximum command position and the minimum command position of each linear axis are calculated as shown in
記号Max(xn)はxn(n=0,1,2,・・・,ne)の最大値であり、Min(xn)は最小値を示す。Y,Zについても同様である。したがって、CXmaxなどは次に示すとおりである。
CXmax:指令位置のX軸最大位置
CXmin:指令位置のX軸最小位置
CYmax:指令位置のY軸最大位置
CYmin:指令位置のY軸最小位置
CZmax:指令位置のZ軸最大位置
CZmin:指令位置のZ軸最小位置
テーブル座標系上でこれらの値のみに着目して図示すると図13のようになる。簡便のため、Y,Z軸の図としているが、X軸も同様である。
Symbol Max (xn) is the maximum value of x n (n = 0, 1, 2,..., Ne), and Min (x n ) indicates the minimum value. The same applies to Y and Z. Therefore, CXmax and the like are as shown below.
CXmax: X-axis maximum position of command position CXmin: X-axis minimum position of command position CYmax: Y-axis maximum position of command position CYmin: Y-axis minimum position of command position CZmax: Z-axis maximum position of command position CZmin: Command position Z-axis minimum position FIG. 13 shows the Z axis minimum position by focusing on only these values on the table coordinate system. For simplicity, the Y and Z axes are shown, but the X axis is the same.
ここで、推奨加工位置変更量としてVr3(Vr3x,Vr3y,Vr3z)を数23式〜数25式のように求める。Y軸に着目した時、直線軸指令位置Plynを移動することができる範囲(AYmin−CYmin)〜(AYmax−CYmax)の中で最もVr1yに近い量をY軸の推奨加工位置変更量Vr3yとするものである。 Here, as a recommended machining position change amount, Vr3 (Vr3x, Vr3y, Vr3z) is obtained as in Expressions 23 to 25. When focusing on Y-axis, and the Recommended processing position change amount Vr3y of Y-axis the amount closest to Vr1y within the scope that can (AYmin-CYmin) ~ (AYmax -CYmax) moving the linear axis command position Pl yn To do.
X軸、Z軸についても同様である。X軸は数24式、Z軸は数25式が対応する。 The same applies to the X axis and the Z axis. The X axis corresponds to Formula 24, and the Z axis corresponds to Formula 25.
その結果、直線軸指令点列は直線軸加工領域内となり、かつ推奨加工中心位置Paはできるだけテーブル旋回中心に近づく。ここで、Vr3はシフト量として求めたが、テーブル座標系原点位置Vr4として数26式により求められる。 As a result, the linear axis command point sequence is within the linear axis machining area, and the recommended machining center position Pa is as close to the table turning center as possible. Here, Vr3 is obtained as a shift amount, but is obtained from the equation 26 as the table coordinate system origin position Vr4.
一般には、指令プログラム(加工プログラム)はCAMで作成される。その場合、CAMに推奨加工位置変更量としてVrlまたはVr2を通知して再度指令プログラムを作成し直す。その時は通常CAM内に直線軸も含めた直線軸加工領域が設定されており、数値制御装置内での直線軸加工領域の設定、およびそれを考慮した数23式、数24式、数25式のようにVr3を求める、または、数26式のようにVr4を求める推奨加工位置変更量の計算は不要である。 Generally, a command program (machining program) is created by CAM. In that case, Vrl or Vr2 is notified to the CAM as the recommended machining position change amount, and the command program is created again. At that time, the linear axis machining area including the linear axis is usually set in the CAM, and the linear axis machining area is set in the numerical control device, and equations 23, 24, and 25 are taken into consideration. It is not necessary to calculate the recommended machining position change amount for obtaining Vr3 as shown in FIG.
テーブル旋回5軸加工機においては直線軸のみならず回転軸との関係で工具と治具やテーブルを含めた機械部品との干渉が発生することが多く、CAMにおいて干渉チェックすることが多い。したがって、その場合は推奨加工位置変更量としてVr1またはVr2をCAMに入力して直線軸加工可能領域も含めた干渉条件をチェックしながらCAMによって再度プログラムを作成し直すことになる。 In a table turning five-axis processing machine, there is often an interference between a tool and a machine part including a jig and a table due to a relationship with a rotary axis as well as a linear axis, and an interference check is often performed in a CAM. Therefore, in this case, Vr1 or Vr2 is input to the CAM as a recommended machining position change amount, and the program is recreated by the CAM while checking the interference condition including the linear axis machining possible region.
次に、図15のブロック図を説明する。数値制御装置は、一般に、プログラム読込み手段10で加工プログラムである指令プログラムを読込み、プログラム解析手段11で指令プログラムを解析して補間用データを作成し、補間手段12で補間周期毎に補間を行って制御点の補間位置を求め、制御点の補間位置に機械が動作するように各軸のサーボを駆動する。推奨加工中心位置計算手段14と推奨加工位置変更量計算手段15は、プログラム解析手段11から呼び出されて処理を行う。 Next, the block diagram of FIG. 15 will be described. In general, the numerical control apparatus reads a command program which is a machining program by the program reading means 10, analyzes the command program by the program analysis means 11, creates interpolation data, and performs interpolation at every interpolation cycle by the interpolation means 12. Then, the interpolation position of the control point is obtained, and the servo of each axis is driven so that the machine operates at the interpolation position of the control point. The recommended machining center position calculation means 14 and the recommended machining position change amount calculation means 15 are called from the program analysis means 11 to perform processing.
次に、図16に示されるフローチャートを用いて、最小二乗法による処理のアルゴリズムを説明する。以下、各ステップに従って説明する。
●[ステップS100]G43.4ブロックで指令Pl0(x0,y0,z0),a0,c0を読み込み、ブロック指令Pln(xn,yn,zn),an,cnとして記憶する。係数α〜σ=0とする。CXmax=CXmin=x0,CYmax=CYmin=y0,CZmax=CZmin=z0とする。
●[ステップS101]次ブロックを読み込む。
●[ステップS102]読み込んだブロックはG49のブロックか否か判断し、G49のブロックの場合にはステップS106へ移行し、G49のブロックでない場合にはステップS103へ移行する。
●[ステップS103]現在のブロック指令Pln(xn,yn,zn),an,cnを1ブロック前のデータPln-1(xn-1,yn-1,zn-1),an-1,cn-1として記憶する。今回のNnnブロック指令Pln(xn,yn,zn),an,cnを記憶する。
●[ステップS104]xn>CXmaxなら、CXmax=xnとする。xn<CXminなら、CXmin=xnとする。yn>CYmaxなら、CYmax=ynとする。yn<CYminなら、CYmin=ynとする。zn>CZmaxなら、CZmax=znとする。zn<CZminなら、CZmin=znとする。
●[ステップS105]数8式によるrnの計算、数9式によるMnの計算を行う。数17式のα,β,γ,δ、数18式のε,ζ,η,θ、数19式のλ,μ,ξ,σの各Σ()の中の()部分を計算し、α〜σに加算する。
●[ステップS106]数17式、数18式、数19式の連立方程式を解いて、推奨加工中心位置Paを求める。
●[ステップS107]直線軸加工可能領域は設定されているか否か判断し、設定されている場合にはステップS108へ移行し、設定されていない場合にはステップS109へ移行する。
●[ステップS108]数23式〜数25式によりVr3、または数26式によりVr4を計算し、推奨加工位置変更量とし、処理を終了する。
●[ステップS109]数20式によりVr1、または数21式でVr2を計算し、推奨加工位置変更量とし、処理を終了する。
Next, the processing algorithm by the least square method will be described with reference to the flowchart shown in FIG. Hereinafter, it demonstrates according to each step.
[Step S100] In the G43.4 block, the commands Pl 0 (x 0 , y 0 , z 0 ), a 0 , c 0 are read, and the block commands Pl n (x n , y n , z n ), a n , stored as c n. The coefficients α to σ = 0. Let CXmax = CXmin = x 0 , CYmax = CYmin = y 0 , and CZmax = CZmin = z 0 .
[Step S101] The next block is read.
[Step S102] It is determined whether or not the read block is a G49 block. If it is a G49 block, the process proceeds to Step S106. If it is not a G49 block, the process proceeds to Step S103.
[Step S103] The current block command Pl n (x n , y n , z n ), a n , c n is used as data Pl n-1 (x n−1 , y n−1 , z n ) one block before. -1 ), a n-1 , c n-1 . This Nn n block command Pl n (x n, y n , z n), a n, and stores the c n.
If ● [Step S104] x n> CXmax, and CXmax = x n. If x n <CXmin, and CXmin = x n. If y n> CYmax, and CYmax = y n. If y n <CYmin, and CYmin = y n. If z n > CZmax, CZmax = z n . If z n <CZmin, CZmin = z n is set.
● calculation of r n by [Step S105] The number 8 expression, the calculation of M n by number 9 expression. Calculate () part in each Σ () of α, β, γ, δ of
[Step S106] The recommended machining center position Pa is obtained by solving simultaneous equations of
[Step S107] It is determined whether or not the linear axis workable region is set. If it is set, the process proceeds to Step S108, and if not set, the process proceeds to Step S109.
[Step S108] Vr3 is calculated from Equation 23 to Equation 25, or Vr4 is calculated from Equation 26 as the recommended machining position change amount, and the process is terminated.
[Step S109] Vr1 is calculated using equation (20) or Vr2 is calculated using equation (21) to obtain a recommended machining position change amount, and the process ends.
(1−1−2)補間周期で直線軸移動量を計算する場合
次に、補間周期で直線軸移動量を計算する場合について説明する。
まず、図17のブロック図を説明する。このブロック図の数値制御装置は、推奨加工中心位置計算手段14と推奨加工位置変更量計算手段15は、補間手段12から呼び出されて処理を行う。この構成では、第n補間周期での補間された直線軸補間位置(制御点位置)がPmn、A軸位置がan、C軸位置がcnとすれば、対応するテーブル座標系上の工具先端点位置Plnは数27式により求めることができる。
(1-1-2) Calculation of linear axis movement amount in interpolation cycle Next, a case where the linear axis movement amount is calculated in interpolation cycle will be described.
First, the block diagram of FIG. 17 will be described. In the numerical control apparatus of this block diagram, the recommended machining center position calculation means 14 and the recommended machining position change amount calculation means 15 are called from the interpolation means 12 to perform processing. In this configuration, the n interpolation cycle interpolated linear axis interpolation position in (control point position) Pm n, A axis position is a n, is C-axis position if c n, on the corresponding table coordinate system The tool tip point position Pl n can be obtained from Equation 27.
ここで、RAn -1は、数3式で示されるanに対する回転行列に対する逆行列である。また、RCn -1は、数4式で示されるcnに対する回転行列に対する逆行列である。このことにより、第1補間周期から第ne補間周期まで補間が行われると考えることによって、上述の(1−1−1)で説明したのと同様の方法によって、推奨加工中心位置を計算するとともに推奨加工位置変更量を計算することができる。つまり、数3式、数4式のan、cnは第n補間周期での回転軸補間位置(A,C軸補間位置)とし、数5式のPmnを第n補間周期での直線軸制御位置とし、数7式でのPln,Pln-1を数27式で求められる第n−1,第n補間周期でのテーブル座標系における直線軸指令位置とし、第1補間周期から第ne補間周期まで補間が行われると考えて(1−1−1)で上述したのと同様の方法を用いて推奨加工中心位置Paを求めればよい。
Here, RA n -1 is an inverse matrix with respect to the rotation matrix for a n represented by
(1−2)指令プログラム座標系はワーク座標系である場合
次に、指令プログラム座標系はワーク座標として指令される場合を説明する。(1−1)では、テーブル座標系での指令で説明したが、ワーク座標系で指令される場合も直線軸指令位置をテーブル座標系に変換することにより同様の計算が可能になる。この場合、ワーク座標系は機械座標系からVOだけシフトした座標系であり、テーブルが旋回しても移動しない(図18参照)。数28式の計算によって、ワーク座標系上の直線軸指令位置Pwnはテーブル旋回中心Pcを原点と想定したテーブル座標系上の位置Plnに変換される。
(1-2) When the command program coordinate system is a work coordinate system Next, a case where the command program coordinate system is commanded as a work coordinate will be described. In (1-1), the command in the table coordinate system has been described. However, even when commanded in the work coordinate system, the same calculation can be performed by converting the linear axis command position into the table coordinate system. In this case, the workpiece coordinate system is a coordinate system shifted by V O from the machine coordinate system and does not move even if the table turns (see FIG. 18). By calculation of Eq. 28, the linear axis command position Pw n on the workpiece coordinate system is converted into the position Pl n on the table coordinate system assuming the origin to the table pivot Pc.
このPlnがテーブル旋回中心Pcを原点と想定したテーブル座標系上で指令されたとみなすことにより、(1−1)で述べたのと同様の方法で推奨加工中心位置Paと推奨加工位置変更量を求めることができる。
(1−3)加工を行いながらの処理とシミュレーション
上述した(1−1)、(1−2)の方法は、実際に加工を行いながら動作する、つまり、図15、図17における各軸のサーボを駆動させながら動作することも可能であるし、シミュレーションで動作することも可能である。シミュレーションで動作する場合には、図15に示される数値制御装置においてはプログラム解析手段11まで実行すればよく、図17に示される数値制御装置においては補間手段12まで実行すればよい。このことにより、実際にワークを加工しなくても推奨加工中心位置Paを計算し、推奨加工位置変更量を求めることができる。
By regarding that Pl n is commanded on the table coordinate system assuming that the table turning center Pc is the origin, the recommended machining center position Pa and the recommended machining position change amount are described in the same manner as described in (1-1). Can be requested.
(1-3) Processing and Simulation While Performing Processing The above-described methods (1-1) and (1-2) operate while actually performing processing, that is, for each axis in FIGS. 15 and 17. It is possible to operate while driving the servo, and it is also possible to operate by simulation. When operating by simulation, the numerical control device shown in FIG. 15 may be executed up to the program analysis means 11, and the numerical control device shown in FIG. 17 may be executed up to the interpolation means 12. Accordingly, the recommended machining center position Pa can be calculated and the recommended machining position change amount can be obtained without actually machining the workpiece.
例えば、数値制御装置にはすでにグラフィック機能として、実際に加工を行うことなく加工経路のみを描画する機能を備えている。この機能に本発明を適応すれば、容易にシミュレーションにより推奨加工中心位置Paおよび推奨加工位置変更量を計算することができる。 For example, the numerical control device already has a function of drawing only a machining path without actually performing machining as a graphic function. If the present invention is applied to this function, the recommended machining center position Pa and the recommended machining position change amount can be easily calculated by simulation.
(1−4)混合型5軸加工機
上述した(1−1)〜(1−3)までは、回転軸2軸でテーブルを旋回する5軸加工機として説明したが、回転軸2軸のうち1軸はテーブルを旋回する回転軸であり他の1軸は工具ヘッドを傾斜する回転軸である混合型5軸加工機とよばれる5軸加工機(図19参照)においても本発明を適用することができる。
それは、図19に示される混合型5軸加工機の例であれば、C軸によって旋回するテーブル1のどこにワーク3を載置するかによって、図2〜図5で説明したのと同様に直線軸移動量が相違することが起こるためである。
(1-4) Mixed-type 5-axis processing machine The above-described (1-1) to (1-3) have been described as a 5-axis processing machine that turns a table with two rotation axes. Of these, the present invention is also applied to a 5-axis machine (refer to FIG. 19) called a mixed 5-axis machine, in which one axis is a rotary axis for turning the table and the other axis is a rotary axis for tilting the tool head. can do.
In the case of the mixed type 5-axis processing machine shown in FIG. 19, a straight line similar to that described with reference to FIGS. 2 to 5 depends on where the
例えば、図20に示されるように図19の混合型5軸加工機をZ方向からみた場合、ワーク3をテーブル旋回中心近くに置いて、図20のように旋回しながら加工すると、破線矢印のように工具先端点は移動する。一方、ワーク3をテーブル旋回中心から離れて置くと、図21に示される破線矢印のように工具先端点は移動する。つまり、同じワーク3を同じ加工プログラムで加工する場合であっても、ワーク3の位置(ここでは、テーブル座標系原点位置)によって、工具先端点の移動距離は大きく相違する。この場合、直線軸移動量は、図20の加工状態の方が小さいため、加工時間が短縮でき、加工に必要なエネルギーも削減することが可能である。
For example, as shown in FIG. 20, when the mixed type 5-axis machine shown in FIG. 19 is viewed from the Z direction, when the
したがって、図19に示される混合型5軸加工機においても本発明を適用できる。ただし、この場合、テーブル旋回の回転軸はC軸のみであるので、(1−1)〜(1−3)で説明した他の回転軸((1−1)〜(1−3)ではA軸、図19の場合はB軸)については考慮は不要である。 Therefore, the present invention can also be applied to the mixed type 5-axis machine shown in FIG. However, in this case, since the rotation axis for table turning is only the C axis, the other rotation axes described in (1-1) to (1-3) (A in (1-1) to (1-3) There is no need to consider the axis (B-axis in the case of FIG. 19).
1 テーブル
1A A軸テーブル
1C C軸テーブル
2 工具
3 ワーク
4 治具
5,6 工具先端点の移動経路を表す破線矢印
Pa 推奨加工中心位置
1 Table 1A A-axis table 1C C-axis table 2
Claims (12)
前記指定プログラム座標系上の位置であって前記テーブルのテーブル旋回中心に移動すれば前記直線軸の移動量ができるだけ小さくなる位置である推奨加工中心位置を求める推奨加工中心位置計算手段と、
前記推奨加工中心位置が前記テーブル旋回中心に一致するように、または、該推奨加工中心位置が該テーブル旋回中心に近づくように推奨加工位置変更量を求める推奨加工位置変更量計算手段と、
を備えたことを特徴とするテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置。 Table turning 5 that commands a tool direction and a linear axis position on a designated program coordinate system, and performs machining with a rotary axis 2 axis including 3 linear axes and at least one rotary axis for table rotation with respect to a workpiece attached to the table. A numerical control device for a table turning 5-axis machine that controls an axis machine,
A recommended machining center position calculating means for obtaining a recommended machining center position which is a position on the designated program coordinate system and which is a position where the movement amount of the linear axis is reduced as much as possible when moving to the table turning center of the table;
A recommended machining position change amount calculating means for obtaining a recommended machining position change amount so that the recommended machining center position matches the table turning center, or the recommended machining center position approaches the table turning center;
A numerical control device for a table turning 5-axis machine, comprising:
前記推奨加工位置変更量は、推奨テーブル座標系原点位置、推奨テーブル座標系原点シフト量、または、指令プログラムにおける指令直線軸位置に対する推奨直線軸位置シフト量であることを特徴とする請求項1に記載のテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置。 The designated program coordinate system is a table coordinate system defined on a table,
The recommended machining position change amount is a recommended table coordinate system origin position, a recommended table coordinate system origin shift amount, or a recommended linear axis position shift amount with respect to a command linear axis position in a command program. Numerical control device for table turning 5 axis processing machine of statement.
前記推奨加工位置変更量計算手段は、指令プログラムにおける直線軸指令点列が該直線軸加工領域内となる範囲内で、前記推奨加工中心位置が前記テーブル旋回中心に一致するように、または、前記推奨加工中心位置が前記テーブル旋回中心に近づくように推奨加工位置変更量を求めることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載のテーブル旋回5軸加工機用数値制御装置。 A machining area setting means for setting a linear axis machining area that can be machined,
The recommended machining position change amount calculation means is such that the recommended machining center position coincides with the table turning center within a range in which the linear axis command point sequence in the command program is within the linear axis machining area, or The numerical control device for a table turning five-axis processing machine according to any one of claims 1 to 7, wherein a recommended processing position change amount is obtained so that a recommended processing center position approaches the table turning center.
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